MAGNESIUMOXID: STRUKTUR, EGENSKAPER, NOMENKLATUR, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2026

Den magnesiumoxid är ett fast oorganiskt kristallint vitt även känd som magnesiumoxid. Dess kemiska formel är MgO och den bildas genom oxidation av magnesiummetall med syre.

Det finns ofta som ett naturligt mineral som kallas periklas. Periklas är emellertid inte en viktig källa till MgO. I naturen finns det vanligtvis grupper av kristaller i marmor.

Magnesiumoxidpulver. Adam Rędzikowski Källa: Wikipedia CommonsDet finns också i mineralmagneten (som huvudsakligen är magnesiumkarbonat med vissa järnkarbonater); i kalksten och dolomit (mineral bildat av karbonater av magnesium och kalcium); i vulkaniska ejecta- och serpentinbergarter.

Den bildar inte stenar eller kristallavlagringar eftersom den i kontakt med vattenångan i atmosfären omvandlas till magnesiumhydroxid (Mg (OH) ₂ ).

På industriell nivå kan den erhållas på flera sätt: kalcinerande magnesiumkarbonat (magnesit), kalcinerande magnesiumhydroxid, med utgångspunkt från dolomitisk kalksten, med användning av havsvatten och pyrolys av magnesiumklorid, bland andra metoder.

Produktionen av magnesia från magnesit startade för drygt 100 år sedan i Österrike. Sedan dess har magnesia flera tekniska tillämpningar på grund av dess höga smältpunkt, kemisk resistens, hög värmeledningsförmåga, låg elektrisk ledningsförmåga och dess biologiska aktivitet.

Strukturera

Kristallstrukturen hos MgO är kubisk, ansiktscentrerad, liknar kristallgittret för natriumklorid (NaCl).

Magnesia bildar hexaoctahedral kubiska kristaller, som kan vara färglösa, gröna eller bruna.

Mineralen periklas är en liten oktaedron, mindre vanligtvis en kuboktaeder eller dodekedron.

Egenskaper

Andra namn

- Magnesia.

- Periklas.

- Oxomagnesium.

Fysiskt tillstånd

Det är fast, kristallint och vitt. Även om närvaron av järnföroreningar ger den en grönaktig eller brun färg beroende på järnets oxidationsgrad.

Mohs hårdhet

5,5-6.

Molekylvikt

40,304 g / mol.

Smältpunkt

2827 ° C

Densitet

3,581 g / cm ³

löslighet

Praktiskt taget olösligt i vatten:

0,00062 g per 100 ml vid 20 ° C.

0,0086 g per 100 ml vid 30 ° C.

Olöslig i etanol.

pH

I mättad vattenlösning: 10.3.

Optiska egenskaper

Transparent. Färg: färglös, gråvit, brungul, färglös i överfört ljus.

Brytningsindex

1,7355 vid 589 nm.

1,7283 vid 750 nm.

Andra egenskaper

- Den har en hög värmeledningsförmåga och hög elektrisk resistivitet.

- Det är hygroskopiskt, det vill säga att det lätt absorberar vatten från atmosfären. I vattenhaltigt medium kombineras det med vatten för att bilda magnesiumhydroxid.

- Det är stabilt i en oxiderande atmosfär upp till 2300 ºC och upp till 1700 ºC i en reducerande atmosfär.

- Det är kompatibelt med de flesta kemiska föreningar, utom starka syror och starka oxidanter, bland andra.

- Efter antändning vid höga temperaturer är magnesiumoxid relativt inert.

- Det är inte giftigt. Försiktighetsåtgärder bör dock vidtas vid hantering av det i pulverform när det har en liten partikelstorlek.

- Kristallerna har en hög reflekterande kraft både i det synliga spektrumet och i det nära ultravioletta.

Nomenklatur

Det finns flera kvaliteter av MgO som levereras kommersiellt:

Caustic Magnesia

Det är en mycket reaktiv form av magnesiumoxid som produceras genom kalcinering eller förbränning av rå magnesit (MgCO ₃ ) eller magnesiumhydroxid (Mg (OH) ₂ ) vid relativt låga temperaturer, men över sönderdelningstemperaturen för dessa material, mellan 700 och 1000 ° C

Det kallas också kaustisk kalcinerad magnesia, kalcinerad magnesiumoxid, reaktiv magnesiumoxid, lättbränd magnesia, bland andra namn.

Kaustisk magnesia kan brännas vid en högre temperatur för att ge sintrat magnesia.

Tungt bränd magnesia

Det inträffar när magnesit kalcineras vid temperaturer från 1000 till 1500 ºC. Reaktiviteten har minskat jämfört med kaustisk magnesia.

Magnesia r

När magnesit kalcineras vid temperaturer mellan 1500 och 2000 ºC erhålls magnesia "bränd till döds" (översättning från den engelska dödbrända), även kallad eldfast magnesia eller smält magnesia.

Smält magnesia erhålls också genom att smälta kaustisk magnesia i en elektrisk båge. På grund av dessa behandlingar har reaktiviteten nästan helt eliminerats.

Denna typ av magnesia formas vanligtvis av tryck och temperatur, utan att nå smälttemperaturen. Med detta är det möjligt att producera bitar med stor hårdhet, som betecknar sintrat magnesiumoxid. Den är väsentligen stabil mot luftfuktighet och atmosfärisk koldioxid.

tillämpningar

MgO används för produktion av metalliskt magnesium.

Användningar av kaustisk magnesia

På grund av dess höga reaktivitet är dess industriella tillämpningar mycket varierande.

Det används som råmaterial för att framställa cement och används i byggbranschen, till exempel, som ett bindemedel. I detta fall blandas det med koncentrerade lösningar av magnesiumsalter och en liten mängd natriumfosfat.

Ett extremt hårt material erhålls således. Även om det inte är en riktig cement, eftersom den inte är stabil i vatten, kan den användas som en mastik eller skyddande beläggning.

Caustic magnesia används också i lätta byggplankor för termisk och akustisk isolering. De tillverkas genom att tillsätta magnesiumsulfat som bindemedel och mineralull. De resulterar i mycket icke-brandfarliga ark.

MgO-ark för konstruktion. Excentrik13 Källa: Wikipedia Commons Andra användningar för kaustisk magnesia inkluderar avlägsnande av tungmetaller och silikat från avloppsvatten. Ammoniak eller fosfater kan också avlägsnas.

Det är en svag bas, så den fungerar som en syraneutralisator och används vid rökgaskrubber, som tillsats för smörjmedel och för bränslen.

Det fungerar som ett fyllmedel i plast- och gummiindustrin eftersom det gör det möjligt att justera viskositeten och styvheten hos dessa material.

Det används i pappers- och cellulosaindustrin eftersom det deltar i bisulfit-matsmältningen. Också som en fuktabsorbent i bibliotek eller för beredning av kosmetika. Dessutom är det inom läkemedelsindustrin högt värderat som ett antacida, matsmältningsmedel och milt laxermedel.

MgO-tabletter. Källa: Pixabay

Användningar av kraftigt bränd magnesia

På grund av det snäva reaktivitetsområdet används det i applikationer där långsam nedbrytning krävs. Till exempel i djurfodertillskott. Detta beror på att nötkreatur under vissa förhållanden kan drabbas av magnesiumbrist om de bara matas.

Å andra sidan är det känt att magnesium (Mg) är ett beståndsdel av klorofyll. Av detta skäl betraktas det som ett väsentligt näringsämne för växter och används som gödselmedel. Sättet att lägga till magnesium till växter är som magnesia.

Denna typ av MgO kan användas i en mängd olika tillämpningar: keramik, avloppsrening (som ett katjonadsorbent vid metallborttagning), läderbrun och råmaterial för smält magnesiumoxid.

Användning av sintrad magnesia och smält magnesia

MgO har den högsta smältpunkten bland oxider med måttlig kostnad och är därför ett råmaterial för eldfast tegel och annan eldfast keramik. Det är det enda materialet efter zirkoniumoxid (ZrO ₂ ) som tål långvarig värme över 2000 ºC.

Denna eldfasta kvalitet MgO används i stålindustrin för att tillverka skyddshöljen och utbytbara foder för utrustning som hanterar smält stål, till exempel mycket högeffektiva ugnar.

Högeffektugnar i stålindustrin. Jean-Pol GRANDMONT Källa: Wikipedia Commons På grund av deras nästan noll reaktivitet är eldfasta byggnadsmaterial baserade på sintrad magnesia också motståndskraftiga mot slagger och basiska eller neutrala gaser.

Sintrade magnesiumblock har hög värmelagringskapacitet och hög värmeledningsförmåga (de leder värme mycket bra).

Värmen som genereras av ett värmeelement överförs till magnesiumblocket och dess temperatur ökar. Av den anledningen används de i heta lagringsenheter.

Det används som ett isolerande material inom den elektriska uppvärmningsindustrin relaterad till hushållsapparater. Till exempel för rörformiga värmeelement för köksugnar, tvättmaskiner, kaffemaskiner, elektriska strykjärn eller radiatorer, bland andra.

Andra användningar av MgO

Den höga reflekterande kraften hos MgO-kristaller i det synliga och nära UV-spektrum har lett till att de används som reflektor i optiska instrument och som enstaka kristaller i optiska fönster och linser. Vit används också som standard.

referenser

1. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volym 15. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
2. Ullmanns encyklopedi för industriell kemi. Volym A15. Femte upplagan.
3. Dance, JC; Emeléus, HJ; och Sir Ronald Nyholm. (1973). Omfattande oorganisk kemi. Redaktion. Pergamon Press.
4. S. National Library of Medicine. (2019). Magnesiumoxid. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. American Elements (2019). Caustic Calcined Magnesia. Återställs från americanelements.com.
6. Ropp, RC (2013). Grupp 16 (O, S, Se, Te) Alkaliska jordföreningar. Magnesiumoxid. I Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Återställs från sciencedirect.com.